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基于HTML5 WebGL实现3D飞机叶轮旋转

2015-10-16 13:09 1001 查看
在上一篇《基于HT for Web矢量实现2D叶轮旋转》中讲述了叶轮旋转在2D拓扑上的应用，今天我们就来讲讲叶轮旋转在3D上的应用。

在3D拓扑上可以创建各种各样的图元，在HT for Web系统中提供了一些常规的3D模型，但是对于那些比较复杂的模型，比如汽车、人物等模型就无能为力了，那再项目中需要用到这样的模型该肿么办呢？这时候就需要借助专业的3ds Max工具来建模了，然后通过3ds Max工具将模型导出成obj文件，然后再项目中引用导出的obj文件，这样就能成功的使用上复杂的图元了。

在《HT图形组件设计之道（四）》一文中有提及HT for Web引入obj文件的介绍，在这里我就不做重复介绍了，我们先来看看今天作为演示的Demo模型长什么样：

http://www.hightopo.com/guide/guide/plugin/obj/ht-obj-guide.html



嘿嘿，是不是感觉今天的模型有些大材小用了，没办法，怪只怪自己不懂3ds Max工具，只能先用这个大家熟悉的模型来做Demo演示了。

首先我们需要有3ds Max工具将模型导出成obj及mtl文件，然后调用HT for Web的ht.Default.loadObj()方法读取并解析模型文件，在解析完成后，通过调用ht.Default.setShape3dModel()方法将模型注册到系统中，如此在后续的代码中就能够应用到该模型了，模型文件的读取及注册具体代码如下：

ht.Default.loadObj('plane.obj', 'plane.mtl', {
center: true,
r3: [0, -Math.PI/2, 0], // make plane face right
s3: [0.15, 0.15, 0.15], // make plane smaller
finishFunc: function(modelMap, array, rawS3){
if(modelMap){
ht.Default.setShape3dModel('plane', array);

var plane = new ht.Node();
plane.s3(rawS3);
plane.s({
'shape3d': 'plane',
'shape3d.scaleable': false,
'wf.visible': true,
'wf.color': 'white',
'wf.short': true
});
dataModel.add(plane);
}
}
});


注册完3D模型后，我们马上创建了一个3D图元，并将其添加到了dataModel容器中，这时我们需要一个3D拓扑来显示这个3D图元，具体的创建代码如下：

var dataModel = new ht.DataModel();
var g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dataModel);
g3d.setEye(200, 50, 300);
g3d.setDashDisabled(false);
g3d.getView().style.background = '#4C7BBB';
g3d.addToDOM();


在3D拓扑上做了些简单的属性设置，让拓扑看起来舒服些，如此我们就可以看到我们创建出来的飞机模型到底长什么样了



怎么样，创建一个复杂模型好像并没有想象中的复杂（复杂的东西都让美工做完了）。

我们仔细观察飞机会发现，飞机前面的螺旋桨颜色和机身一样，一眼看去不太容易注意到它的存在，那能否将其颜色改掉呢？我们可以查看下mtl文件，看飞机的螺旋桨是否分离机身独立成一个材质，mtl文件的内容如下：

newmtl body
Ns 10.0000
Ni 1.5000
d 1.0000
Tr 0.0000
Tf 1.0000 1.0000 1.0000
illum 2
Ka 0.3608 0.4353 0.2549
Kd 0.3608 0.4353 0.2549
Ks 0.0000 0.0000 0.0000
Ke 0.0000 0.0000 0.0000

newmtl propeller
Ns 10.0000
Ni 1.5000
d 1.0000
Tr 0.0000
Tf 1.0000 1.0000 1.0000
illum 2
Ka 0.3608 0.4353 0.2549
Kd 0.3608 0.4353 0.2549
Ks 0.0000 0.0000 0.0000
Ke 0.0000 0.0000 0.0000


正如我们所想，飞机模型的机身和螺旋桨是分开了两个独立的材质，并将螺旋桨的材质名字定义为propeller，因此我们可以独立控制机身及螺旋桨，那么我们就来修改下螺旋桨的颜色吧，在loadObj()方法中的finishFunc回调函数中添加上如下代码即可：

modelMap.propeller.s3 = [1, 1.2, 1.2];
modelMap.propeller.color = ‘yellow';


在代码中，我们不仅改变了螺旋桨的颜色，我们还对螺旋桨做了缩放处理，令螺旋桨的宽度和长度变大一点。



到这里，模型就算完成了，接下来要做的就是让螺旋桨动起来，和2D叶轮旋转类似，在3D模型上也可以做数据绑定，要想让螺旋桨旋转起来，我们就需要设置螺旋桨的rotation属性，和3D上的图元不同的是，设置3D图元的rotation属性需要设置一个数组，定义3D上三个方向的旋转值。

我们先来尝试下让螺旋桨沿着x轴旋转45度试下：

modelMap.propeller.r3 = [Math.PI / 4, 0, 0];




果然可以，那么接下来我们就可以为螺旋桨的rotation属性做数据绑定的处理了：

modelMap.propeller.r3 = {
func: function(data){
return [data.a('angle'), 0, 0];
}
};


我们将螺旋桨的x轴上的旋转角度绑定到图元的angle自定义属性上，我们可以通过改变angle属性值令螺旋桨沿着x轴转动起来，那么接下来我们就通过定时器来动态改变angle属性吧，看看螺旋桨是不是真的可以动起来：

window.setInterval(function() {
var rotation = plane.a('angle') + Math.PI / 10;
if (rotation > Math.PI * 2) {
rotation -= Math.PI * 2;
}
plane.a('angle', rotation);
}, 40);


螺旋桨果然动起来了，这个定时器让螺旋桨做匀速运动，但是飞机的螺旋桨在起飞和降落的时候其旋转速度都不是匀速，我们要模拟飞机起飞和降落时螺旋桨的旋转速度该如何处理呢？这个时候我们可以考虑用HT for Web中的动画来解决这个问题，关于动画的内容由于比较复杂，在这里就不深入探讨，等以后有机会再和大家分享动画的相关内容，今天就先讲诉下动画的基本用法，简单实现螺旋桨模拟起飞和降落的效果，具体的代码如下：

var params = {
delay: 1500,
duration: 20000,
easing: function(t){
return (t *= 2) < 1 ? 0.5 * t * t : 0.5 * (1 - (--t) * (t - 2));
},
action: function(v, t){
plane.a('angle', v*Math.PI*120);
},
finishFunc: function(){
ht.Default.startAnim(params);
}
};

ht.Default.startAnim(params);


我们来分析下代码：

1. delay属性：定义动画播放前的停顿时间；

2. duration属性：定义动画持续时间；

3. easing函数：定义动画缓动函数；

4. action函数：action函数必须提供，实现动画过程中的属性变化，在这里设置angle属性；

5. finishFunc函数：动画结束后调用的函数，在这里又启动了动画，让螺旋桨不断的旋转。

运行代码，你会发现螺旋桨在1.5秒后进入旋转状态，并且旋转速度由慢变快，再变慢直至停止，然后再过1.5秒后继续旋转，如此周而复始。

好了，今天的内容到这里就结束了，整个Demo的运行效果可以通过下面的视频查看，最后再附上本次Demo的所有代码。

http://v.youku.com/v_show/id_XMTI5NDI5MzYyOA==.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>HT for Web - Plane</title>
<meta charset="UTF-8" name="viewport" content="user-scalable=yes, width=600">
<script src="../../../build/ht-debug.js"></script>
<script src="../../../build/ht-obj-debug.js"></script>
<script>
function init(){
var dataModel = new ht.DataModel();
var g3d = new ht.graph3d.Graph3dView(dataModel);
g3d.setEye(200, 50, 300);
g3d.setDashDisabled(false);
g3d.getView().style.background = '#4C7BBB';
g3d.addToDOM();

ht.Default.loadObj('plane.obj', 'plane.mtl', {
center: true,
r3: [0, -Math.PI/2, 0], // make plane face right
s3: [0.15, 0.15, 0.15], // make plane smaller
finishFunc: function(modelMap, array, rawS3){
if(modelMap){
modelMap.propeller.r3 = {
func: function(data){
return [data.a('angle'), 0, 0];
}
};
// make propeller a litter bigger
modelMap.propeller.s3 = [1, 1.2, 1.2];
modelMap.propeller.color = 'yellow';

ht.Default.setShape3dModel('plane', array);

var plane = new ht.Node();
plane.s3(rawS3);
plane.s({
'shape3d': 'plane',
'shape3d.scaleable': false,
'wf.visible': true,
'wf.color': 'white',
'wf.short': true
});
dataModel.add(plane);

var params = {
delay: 1500,
duration: 20000,
easing: function(t){
return (t *= 2) < 1 ? 0.5 * t * t : 0.5 * (1 - (--t) * (t - 2));
},
action: function(v, t){
plane.a('angle', v*Math.PI*120);
},
finishFunc: function(){
ht.Default.startAnim(params);
}
};

ht.Default.startAnim(params);

/*window.setInterval(function() {
var rotation = plane.a('angle') + Math.PI / 10;
if (rotation > Math.PI * 2) {
rotation -= Math.PI * 2;
}
plane.a('angle', rotation);
}, 40);*/
}
}
});
}
</script>
</head>
<body onload="init();">
</body>
</html>
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